Nature.com'u ziyaret ettiğiniz için teşekkür ederiz.Kullanmakta olduğunuz tarayıcı sürümü sınırlı CSS desteğine sahiptir.En iyi deneyim için güncellenmiş bir tarayıcı kullanmanızı (veya Internet Explorer'da Uyumluluk Modunu devre dışı bırakmanızı) öneririz.Bu arada, sürekli destek sağlamak için siteyi stiller ve JavaScript olmadan yapacağız.
Sıvı numunelerin iz analizi, yaşam bilimleri ve çevresel izlemede geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir.Bu çalışmada, absorpsiyonun ultra hassas tayini için metal dalga kılavuzu kılcal damarlarına (MCC'ler) dayalı kompakt ve ucuz bir fotometre geliştirdik.Optik yol büyük ölçüde artırılabilir ve MWC'nin fiziksel uzunluğundan çok daha uzun olabilir, çünkü oluklu düz metal yan duvarlar tarafından saçılan ışık, geliş açısından bağımsız olarak kılcal damar içinde tutulabilir.5,12 nM kadar düşük konsantrasyonlar, yeni lineer olmayan optik amplifikasyon ve hızlı numune değiştirme ve glikoz tespiti sayesinde yaygın kromojenik reaktifler kullanılarak elde edilebilir.
Fotometri, mevcut kromojenik reaktiflerin ve yarı iletken optoelektronik cihazların1,2,3,4,5 bolluğu nedeniyle sıvı numunelerin iz analizi için yaygın olarak kullanılır.Geleneksel küvet tabanlı soğurma tayini ile karşılaştırıldığında, sıvı dalga kılavuzu (LWC) kapilerleri, prob ışığını kapiler içinde tutarak yansıtır (TIR)1,2,3,4,5.Bununla birlikte, daha fazla iyileştirme olmadan, optik yol yalnızca LWC3.6'nın fiziksel uzunluğuna yakındır ve LWC uzunluğunun 1,0 m'nin üzerine çıkarılması, güçlü ışık zayıflamasına ve yüksek kabarcık riskine, vb. maruz kalacaktır.
Şu anda iki ana LWC türü vardır: Teflon AF kılcal damarları (kırılma indeksi yalnızca ~1.3 olan, suyunkinden daha düşüktür) ve Teflon AF veya metal filmlerle kaplanmış silika kılcal damarları1,3,4.Dielektrik malzemeler arasındaki arayüzde TIR'a ulaşmak için, düşük kırılma indisine ve yüksek ışık geliş açılarına sahip malzemeler gereklidir3,6,10.Teflon AF kılcal damarları ile ilgili olarak, Teflon AF gözenekli yapısı nedeniyle nefes alabilir3,11 ve su numunelerindeki az miktarda maddeyi emebilir.Dış tarafı Teflon AF veya metal ile kaplanmış kuvars kılcal damarları için kuvarsın kırılma indisi (1.45) çoğu sıvı numuneden (örneğin su için 1.33)3,6,12,13 daha yüksektir.İçinde metal bir film bulunan kılcal damarlar için taşıma özellikleri çalışılmıştır14,15,16,17,18 ancak kaplama işlemi karmaşıktır, metal filmin yüzeyi pürüzlü ve gözenekli bir yapıya sahiptir4,19.
Ek olarak, ticari LWC'lerin (AF Teflon Coated Capillaries ve AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) başka dezavantajları da vardır, örneğin: arızalar için..TIR3,10, (2) T-konnektörünün (kılcal damarları, fiberleri ve giriş/çıkış borularını bağlamak için) büyük ölü hacmi hava kabarcıklarını10 hapsedebilir.
Aynı zamanda glukoz düzeylerinin belirlenmesi diyabet, karaciğer sirozu ve akıl hastalıklarının tanısında büyük önem taşımaktadır20.ve fotometri (spektrofotometri 21, 22, 23, 24, 25 ve kağıt üzerinde kolorimetri 26, 27, 28 dahil), galvanometri 29, 30, 31, florometri 32, 33, 34, 35, optik polarimetri 36, yüzey plazmon rezonansı gibi birçok algılama yöntemi.37, Fabry-Perot boşluğu 38, elektrokimya 39 ve kılcal elektroforez 40,41 vb.Bununla birlikte, bu yöntemlerin çoğu pahalı ekipman gerektirir ve birkaç nanomolar konsantrasyonda glikozun saptanması bir sorun olmaya devam etmektedir (örneğin, fotometrik ölçümler için21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, en düşük glikoz konsantrasyonu).peroksidaz taklitleri olarak Prusya mavisi nanopartiküller kullanıldığında sınırlama sadece 30 nM idi).Nanomolar glikoz analizleri, insan prostat kanseri büyümesinin inhibisyonu42 ve Proklorokokus'un okyanusta CO2 fiksasyon davranışı gibi moleküler düzeydeki hücresel araştırmalar için sıklıkla gereklidir.
Bu makalede, ultra hassas absorpsiyon tespiti için metal dalga kılavuzu kılcalına (MWC) dayalı kompakt, ucuz bir fotometre, elektro-parlatılmış iç yüzeye sahip bir SUS316L paslanmaz çelik kılcal boru geliştirilmiştir.Işık, geliş açısından bağımsız olarak metal kılcal damarların içinde tutulabileceğinden, optik yol, oluklu ve pürüzsüz metal yüzeyler üzerinde ışık saçılmasıyla büyük ölçüde artırılabilir ve MWC'nin fiziksel uzunluğundan çok daha uzundur.Ek olarak, ölü hacmi en aza indirmek ve kabarcık sıkışmasını önlemek için optik bağlantı ve sıvı girişi/çıkışı için basit bir T-konektörü tasarlanmıştır.7 cm MWC fotometre için, doğrusal olmayan optik yoldaki yeni geliştirme ve hızlı numune değiştirme sayesinde saptama limiti, 1 cm küvetli ticari spektrofotometreye kıyasla yaklaşık 3000 kat iyileştirilmiştir ve glikoz saptama konsantrasyonu da elde edilebilir.yaygın kromojenik reaktifler kullanılarak yalnızca 5,12 nM.
Şekil 1'de gösterildiği gibi, MWC tabanlı fotometre, EP dereceli elektro-parlatılmış iç yüzeye sahip 7 cm uzunluğunda bir MWC'den, lensli 505 nm'lik bir LED'den, ayarlanabilir bir kazanç fotodetektöründen ve optik bağlantı ve sıvı girişi için iki taneden oluşur.Çıkış.Gelen numuneyi değiştirmek için Pike giriş tüpüne bağlı üç yollu bir valf kullanılır.Peek tüpü kuvars plakaya ve MWC'ye sıkıca oturur, böylece T-konektöründeki ölü hacim minimumda tutularak hava kabarcıklarının hapsolmasını etkili bir şekilde önler.Ek olarak, yönlendirilmiş ışın, T-parçalı kuvars plaka aracılığıyla MWC'ye kolayca ve verimli bir şekilde sokulabilir.
Işın ve sıvı numunesi, bir T-parçası yoluyla MCC'ye verilir ve MCC'den geçen ışın, bir fotodetektör tarafından alınır.Boyalı veya kör numunelerin gelen çözeltileri, dönüşümlü olarak üç yollu bir valf yoluyla ICC'ye verildi.Beer yasasına göre, renkli bir numunenin optik yoğunluğu denklemden hesaplanabilir.1.10
burada Vcolor ve Vblank, sırasıyla renkli ve boş numuneler MCC'ye verildiğinde fotodetektörün çıkış sinyalleridir ve Vdark, LED kapatıldığında fotodetektörün arka plan sinyalidir.ΔV = Vcolor–Vblank çıkış sinyalindeki değişiklik, örnekler değiştirilerek ölçülebilir.Denkleme göre.Şekil 1'de gösterildiği gibi, bir örnekleme anahtarlama şeması kullanılırken ΔV, Vblank–Vdark'tan çok daha küçükse, Vblank'teki küçük değişikliklerin (örn. kayma), AMWC değeri üzerinde çok az etkisi olabilir.
MWC tabanlı fotometrenin performansını küvet tabanlı spektrofotometre ile karşılaştırmak için, mükemmel renk kararlılığı ve iyi konsantrasyon-absorbans doğrusallığı nedeniyle renk örneği olarak kırmızı mürekkep çözeltisi, boş örnek olarak DI H2O kullanıldı..Tablo 1'de gösterildiği gibi, çözücü olarak DI H20 kullanılarak seri seyreltme yöntemiyle bir dizi kırmızı mürekkep solüsyonu hazırlandı.Seyreltilmemiş orijinal kırmızı boya olan numune 1'in (S1) nispi konsantrasyonu 1.0 olarak belirlendi.Şek.Şekil 2, 8,0 × 10–3 (solda) ila 8,2 × 10–10 (sağda) arasında değişen bağıl konsantrasyonlara (Tablo 1'de listelenmiştir) sahip 11 kırmızı mürekkep örneğinin (S4 ila S14) optik fotoğraflarını göstermektedir.
Numune 6 için ölçüm sonuçları, Şekiller 1 ve 2'de gösterilmektedir.3 A).Boyalı ve boş numuneler arasında geçiş noktaları şekilde çift ok "↔" ile işaretlenmiştir.Renk örneklerinden boş örneklere ve tersi yönde geçiş yapıldığında çıkış voltajının hızla arttığı görülebilir.Vcolor, Vblank ve karşılık gelen ΔV, şekilde gösterildiği gibi elde edilebilir.
(a) MWC tabanlı bir fotometre kullanarak numune 6, (b) numune 9, (c) numune 13 ve (d) numune 14 için ölçüm sonuçları.
Numuneler 9, 13 ve 14 için ölçüm sonuçları, Şekiller 1 ve 2'de gösterilmektedir.sırasıyla 3(b)-(d).Şekil 3(d)'de gösterildiği gibi, ölçülen ΔV sadece 5 nV'dir, bu gürültü değerinin (2 nV) neredeyse 3 katıdır.Küçük bir ΔV'yi gürültüden ayırt etmek zordur.Böylece tespit sınırı 8,2×10-10 (numune 14) nispi konsantrasyonuna ulaştı.Denklemlerin yardımıyla.1. AMWC absorbansı ölçülen Vcolor, Vblank ve Vdark değerlerinden hesaplanabilir.Kazancı 104 V olan bir fotodedektör için karanlık -0,68 μV'dir.Tüm numuneler için ölçüm sonuçları Tablo 1'de özetlenmiştir ve ek materyalde bulunabilir.Tablo 1'de gösterildiği gibi, yüksek konsantrasyonlarda bulunan absorbans doymuştur, dolayısıyla 3.7'nin üzerindeki absorbans MWC tabanlı spektrometrelerle ölçülemez.
Karşılaştırma için kırmızı bir mürekkep numunesi de bir spektrofotometre ile ölçüldü ve ölçülen Acuvette absorbansı Şekil 4'te gösterildi. 505 nm'deki Acuvette değerleri (Tablo 1'de gösterildiği gibi) numune 10, 11 veya 12'nin (ek resimde gösterildiği gibi) eğrilerine bakılarak elde edildi.Şekil 4) temel olarak.Gösterildiği gibi, numune 10, 11 ve 12'nin absorpsiyon eğrileri birbirinden ayırt edilemez olduğundan tespit limiti 2,56 x 10-6 (numune 9) nispi konsantrasyona ulaştı.Bu nedenle, MWC tabanlı fotometre kullanıldığında, algılama sınırı, küvet tabanlı spektrofotometreye kıyasla 3125 kat iyileştirildi.
Bağımlılık absorpsiyon-konsantrasyon, Şekil 5'te sunulmaktadır.Küvet ölçümleri için absorbans, 1 cm yol uzunluğundaki mürekkep konsantrasyonuyla orantılıdır.Oysa MWC tabanlı ölçümler için, düşük konsantrasyonlarda absorbansta lineer olmayan bir artış gözlemlendi.Beer yasasına göre soğurma, optik yol uzunluğuyla orantılıdır, dolayısıyla soğurma kazancı AEF (aynı mürekkep konsantrasyonunda AEF = AMWC/Acuvette olarak tanımlanır), MWC'nin küvetin optik yol uzunluğuna oranıdır.Şekil 5'te gösterildiği gibi, yüksek konsantrasyonlarda, sabit AEF 7.0 civarındadır; bu, MWC'nin uzunluğu 1 cm'lik bir küvetin uzunluğunun tam olarak 7 katı olduğu için makuldür. Bununla birlikte, düşük konsantrasyonlarda (ilgili konsantrasyon <1,28 × 10-5), AEF azalan konsantrasyonla birlikte artar ve küvet tabanlı ölçümün eğrisini tahmin ederek ilgili 8,2 × 10-10 konsantrasyonunda 803 değerine ulaşır. Bununla birlikte, düşük konsantrasyonlarda (ilgili konsantrasyon <1,28 × 10-5), AEF azalan konsantrasyonla birlikte artar ve küvet tabanlı ölçümün eğrisini tahmin ederek ilgili 8,2 × 10-10 konsantrasyonunda 803 değerine ulaşır. Однако при низких концентрациях (относительная концентрация <1,28 × 10–5) AEF увеличивается с уменьшением концентраци и и может достигать значения 803 при относительной концентрации 8,2 × 10–10 при кстраполяции кривой измерения на основ е кюветы. Bununla birlikte, düşük konsantrasyonlarda (bağıl konsantrasyon <1,28 × 10–5), AEF azalan konsantrasyonla birlikte artar ve küvet tabanlı bir ölçüm eğrisinden tahmin edildiğinde 8,2 × 10–10'luk bir bağıl konsantrasyonda 803 değerine ulaşabilir.然而，在低浓度（相关浓度<1.28 × 10-5 )下，AEF 随着浓度的降低而增加，并且通过外推基于比色皿的测量曲线，在相关浓度为8.2 × 10-10 时将达到803 的值。然而 ， 在 低 浓度 （相关 浓度 <1.28 × 10-5） ， ， AEF 随着 的 降低 而 ， 并且 通过 外推 基于比色皿 测量 曲线 ， 在 浓度 为 8.2 × 10-10 时 达到 达到 达到 达到 达到803 值。 Однако при низких концентрациях (релевантные концентрации < 1,28 × 10-5) 8,2 × 10–10 803 . Bununla birlikte, düşük konsantrasyonlarda (ilgili konsantrasyonlar < 1,28 × 10-5), AED azalan konsantrasyonla birlikte artar ve küvet tabanlı bir ölçüm eğrisinden tahmin edildiğinde, 8,2 × 10–10803'lük bir bağıl konsantrasyon değerine ulaşır.Bu, MWC'nin fiziksel uzunluğundan çok daha uzun ve ticari olarak mevcut en uzun LWC'den (World Precision Instruments, Inc.'den 500 cm) bile daha uzun olan 803 cm'lik (AEF × 1 cm) karşılık gelen bir optik yol ile sonuçlanır.Doko Engineering LLC'nin uzunluğu 200 cm'dir).LWC'deki emilimdeki bu doğrusal olmayan artış daha önce bildirilmemiştir.
Şek.Şekil 6(a)-(c), sırasıyla MWC bölümünün iç yüzeyinin bir optik görüntüsünü, bir mikroskop görüntüsünü ve bir optik profil oluşturucu görüntüsünü gösterir.Şek.6(a), iç yüzey pürüzsüz ve parlaktır, görünür ışığı yansıtabilir ve oldukça yansıtıcıdır.Şek.Şekil 6(b), metalin deforme olabilirliği ve kristal yapısı nedeniyle, pürüzsüz yüzeyde küçük mesalar ve düzensizlikler görülür. Küçük alan açısından (<5 μm×5 μm), çoğu yüzeyin pürüzlülüğü 1,2 nm'den azdır (Şekil 6(c)). Küçük bir alan (<5 μm×5 μm) göz önüne alındığında, çoğu yüzeyin pürüzlülüğü 1,2 nm'den azdır (Şekil 6(c)). Ввиду малой площади (<5 мкм×5 мкм) шероховатость большей части поверхности составляет менее 1,2 нм (рис. 6(в)). Küçük alan nedeniyle (<5 µm×5 µm), yüzeyin çoğunun pürüzlülüğü 1,2 nm'den azdır (Şekil 6(c)).1.2 nm（图6（c））.1.2 nm（图6（c））. Учитывая небольшую площадь (<5 мкм × 5 мкм), шероховатость большинства поверхностей составляет менее 1,2 нм (рис. 6) (â)). Küçük alan dikkate alındığında (<5 µm × 5 µm), çoğu yüzeyin pürüzlülüğü 1,2 nm'den azdır (Şekil 6(c)).
(a) Optik görüntü, (b) mikroskop görüntüsü ve (c) MWC kesiminin iç yüzeyinin optik görüntüsü.
Şek.Şekil 7(a), kılcaldaki optik yol LOP geliş açısı θ ile belirlenir (LOP = LC/sinθ, burada LC kılcalın fiziksel uzunluğudur).DI H2O ile doldurulmuş Teflon AF kılcal damarları için, geliş açısı 77,8°'lik kritik açıdan daha büyük olmalıdır, bu nedenle LOP, daha fazla iyileştirme olmaksızın 1,02 × LC'den küçüktür3.6.Oysa MWC'de ışığın kılcal damar içinde hapsedilmesi kırılma indisinden veya geliş açısından bağımsızdır, dolayısıyla geliş açısı azaldıkça ışık yolu kılcal damarın uzunluğundan çok daha uzun olabilir (LOP » LC).Şek.Şekil 7(b)'de, oluklu metal yüzey, optik yolu büyük ölçüde artırabilen ışık saçılımına neden olabilir.
Bu nedenle, MWC için iki ışık yolu vardır: yansımasız doğrudan ışık (LOP = LC) ve yan duvarlar arasında çoklu yansımaları olan testere dişi ışık (LOP » LC).Beer yasasına göre, iletilen doğrudan ve zikzak ışığın yoğunluğu, sırasıyla PS×exp(-α×LC) ve PZ×exp(-α×LOP) olarak ifade edilebilir; burada sabit α, tamamen mürekkep konsantrasyonuna bağlı olan soğurma katsayısıdır.
Yüksek konsantrasyonlu mürekkep için (örneğin, ilgili konsantrasyon >1,28 × 10-5), zikzak ışığı yüksek oranda zayıflatılır ve yoğunluğu, büyük absorpsiyon katsayısı ve çok daha uzun optik yolu nedeniyle düz ışığınkinden çok daha düşüktür. Yüksek konsantrasyonlu mürekkep için (örneğin, ilgili konsantrasyon >1,28 × 10-5), zikzak ışığı yüksek oranda zayıflatılır ve yoğunluğu, büyük absorpsiyon katsayısı ve çok daha uzun optik yolu nedeniyle düz ışığınkinden çok daha düşüktür. Для чернил с высокой концентрацией (например, относительная концентрация >1,28 × 10-5) зигзагообразный свет сильно затухает, а его интенсивность намного ниже, чем у прямого света, из-за большого коэффициента поглощения и гора O zaman bu, en iyi eğitimdir. Yüksek konsantrasyonlu mürekkep için (örn. bağıl konsantrasyon >1,28×10-5), zikzak ışığı güçlü bir şekilde zayıflatılır ve yoğunluğu, büyük absorpsiyon katsayısı ve çok daha uzun optik emisyon nedeniyle doğrudan ışığınkinden çok daha düşüktür.izlemek.1.28×10-5)由于吸收系数大,光学时间更长。.对于 高浓度 墨水 （例如 ， 浓度 浓度> 1.28 × 10-5） ， z 字形 衰减 很 大 ， 强度 远 低于 直Daha FazlaДля чернил с высокой концентрацией (например, релевантные концентрации >1,28×10-5) льно ослабляется, и его интенсивность намного ниже, чем у прямого света из-за большого коэффициента поглощения ve birkaç gün önce başladı. Yüksek konsantrasyonlu mürekkepler için (örn. ilgili konsantrasyonlar >1,28×10-5), zikzak ışığı önemli ölçüde azaltılır ve yoğunluğu, büyük absorpsiyon katsayısı ve daha uzun optik süre nedeniyle doğrudan ışığınkinden çok daha düşüktür.küçük yolBu nedenle, soğurma tayininde (LOP=LC) doğrudan ışık hakim oldu ve AEF ~7.0'da sabit tutuldu. Tersine, mürekkep konsantrasyonu azaldıkça soğurma katsayısı düştüğünde (örneğin, ilgili konsantrasyon <1,28 × 10-5), zikzak ışığının yoğunluğu düz ışığa göre daha hızlı artar ve ardından zikzak ışığı daha önemli bir rol oynamaya başlar. Tersine, mürekkep konsantrasyonu azaldıkça soğurma katsayısı düştüğünde (örneğin, ilgili konsantrasyon <1,28 × 10-5), zikzak ışığının yoğunluğu düz ışığa göre daha hızlı artar ve ardından zikzak ışığı daha önemli bir rol oynamaya başlar. Напротив, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (например, относительная ко) нцентрация <1,28 × 10-5) чинает играть зигзагообразный свет. Aksine, azalan mürekkep konsantrasyonuyla birlikte soğurma katsayısı düştüğünde (örneğin, bağıl konsantrasyon <1,28×10-5), zikzak ışığının yoğunluğu doğrudan ışığa göre daha hızlı artar ve ardından zikzak ışığı oynamaya başlar.daha önemli rol.相反，当吸收系数随着墨水浓度的降低而降低时（例如，相关浓度<1.28×10-5），Z字形光的强度比直光增加得更快，然后Z字形光开始发挥作用一个更重要的角色。相反 ， 当 吸收 系数 随着 墨水 的 降低 而 降低 时 例如 例如 ， 相关 浓度 浓度 <1.28 × 10-5） ， 字形光 的 强度 比 增加 得 更 ， 然后 z 字形光 发挥 作用 一 个 重要 重要 重要 更 更 更更 更 更 更 更 HI的角色. И наоборот, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (например, соответствую) щая концентрация < 1,28×10-5) Çoğu zaman, en sevdiğiniz oyunlardan birini kullanabilirsiniz. Tersine, soğurma katsayısı azalan mürekkep konsantrasyonuyla birlikte düştüğünde (örneğin, karşılık gelen konsantrasyon < 1,28×10-5), zikzak ışığının yoğunluğu doğrudan ışıktan daha hızlı artar ve ardından zikzak ışığı daha önemli bir rol oynamaya başlar.rol karakteri.Bu nedenle testere dişi optik yol (LOP » LC) nedeniyle AEF 7.0'dan çok daha fazla artırılabilir.MWC'nin hassas ışık iletim özellikleri, dalga kılavuzu modu teorisi kullanılarak elde edilebilir.
Hızlı örnek değiştirme, optik yolu iyileştirmenin yanı sıra ultra düşük algılama limitlerine de katkıda bulunur.Küçük MCC hacmi (0,16 ml) nedeniyle, MCC'deki çözeltileri değiştirmek ve değiştirmek için gereken süre 20 saniyeden az olabilir.Şekil 5'te gösterildiği gibi, AMWC'nin minimum saptanabilir değeri (2,5 × 10–4), Acuvette'in değerinden (1,0 × 10–3) 4 kat daha düşüktür.Kapilerde akan solüsyonun hızlı değişimi, küvetteki retansiyon solüsyonuna kıyasla sistem gürültüsünün (örn. sürüklenme) absorbans farkının doğruluğu üzerindeki etkisini azaltır.Örneğin, Şek.3(b)-(d), ΔV, küçük hacimli kılcal damardaki hızlı numune değişimi nedeniyle bir sürüklenme sinyalinden kolayca ayırt edilebilir.
Tablo 2'de gösterildiği gibi, çözücü olarak DI H20 kullanılarak çeşitli konsantrasyonlarda bir dizi glukoz solüsyonu hazırlandı.Boyalı veya kör numuneler, sırasıyla 3:1 sabit hacim oranında glikoz oksidaz (GOD) ve peroksidaz (POD) 37'nin kromojenik çözeltileri ile glikoz çözeltisi veya deiyonize su karıştırılarak hazırlandı.Şek.Şekil 8, glikoz konsantrasyonları 2.0 mM (sol) ila 5.12 nM (sağ) arasında değişen dokuz lekeli numunenin (S2-S10) optik fotoğraflarını göstermektedir.Kızarıklık azalan glikoz konsantrasyonu ile azalır.
MWC tabanlı bir fotometre ile numune 4, 9 ve 10'un ölçümlerinin sonuçları, Şekiller 1 ve 2'de gösterilmektedir.9(a)-(c), sırasıyla.Şek.Şekil 9(c)'de, ölçülen ΔV daha az kararlı hale gelir ve ölçüm sırasında GOD-POD reaktifinin rengi ışıkta yavaşça değiştikçe (glikoz eklemeden bile) yavaş yavaş artar.Bu nedenle, glukoz konsantrasyonu 5,12 nM'den düşük olan numuneler için art arda ΔV ölçümleri tekrar edilemez (örnek 10), çünkü ΔV yeterince küçük olduğunda, GOD-POD reaktifinin kararsızlığı artık ihmal edilemez.Bu nedenle, karşılık gelen ΔV değeri (0,52 µV) gürültü değerinden (0,03 µV) çok daha büyük olmasına rağmen, glikoz solüsyonu için tespit sınırı 5,12 nM'dir, bu da küçük bir ΔV'nin hala tespit edilebileceğini gösterir.Bu tespit limiti, daha kararlı kromojenik reaktifler kullanılarak daha da geliştirilebilir.
(a) MWC tabanlı bir fotometre kullanarak numune 4, (b) numune 9 ve (c) numune 10 için ölçüm sonuçları.
AMWC absorbansı, ölçülen Vcolor, Vblank ve Vdark değerleri kullanılarak hesaplanabilir.Kazancı 105 V olan bir fotodedektör için karanlık -0,068 μV'dir.Tüm numuneler için ölçümler ek malzemede ayarlanabilir.Karşılaştırma için, glikoz numuneleri ayrıca bir spektrofotometre ile ölçüldü ve ölçülen Acuvette absorbansı, Şekil 10'da gösterildiği gibi 0,64 uM'lik (örnek 7) bir tespit sınırına ulaştı.
Absorbans ve konsantrasyon arasındaki ilişki Şekil 11'de sunulmuştur. MWC tabanlı fotometre ile, küvet tabanlı spektrofotometreye kıyasla tespit limitinde 125 kat iyileşme sağlanmıştır.GOD-POD reaktifinin zayıf stabilitesi nedeniyle bu gelişme kırmızı mürekkep tahlilinden daha düşüktür.Düşük konsantrasyonlarda absorbansta doğrusal olmayan bir artış da gözlendi.
MWC tabanlı fotometre, sıvı numunelerin ultra hassas tespiti için geliştirilmiştir.Optik yol büyük ölçüde artırılabilir ve MWC'nin fiziksel uzunluğundan çok daha uzun olabilir, çünkü oluklu düz metal yan duvarlar tarafından saçılan ışık, geliş açısından bağımsız olarak kılcal damar içinde tutulabilir.Yeni lineer olmayan optik amplifikasyon ve hızlı numune değiştirme ve glikoz tespiti sayesinde geleneksel GOD-POD reaktifleri kullanılarak 5,12 nM kadar düşük konsantrasyonlara ulaşılabilir.Bu kompakt ve ucuz fotometre, iz analizi için yaşam bilimlerinde ve çevresel izlemede yaygın olarak kullanılacaktır.
Şekil 1'de gösterildiği gibi, MWC tabanlı fotometre, 7 cm uzunluğunda bir MWC (iç çap 1,7 mm, dış çap 3,18 mm, EP sınıfı elektro-parlatılmış iç yüzey, SUS316L paslanmaz çelik kapiler), 505 nm dalga boyuna sahip bir LED (Thorlabs M505F1) ve lensler (ışın yayılımı yaklaşık 6,6 derece), değişken kazançlı fotodetektör (Thorlabs PDB450C) ve iki T-konnektörden oluşur. optik iletişim ve sıvı girişi/çıkışı.T-konektörü, MWC ve Peek tüplerinin (0,72 mm ID, 1,6 mm OD, Vici Valco Corp.) sıkıca yerleştirildiği ve yapıştırıldığı bir PMMA tüpüne şeffaf bir kuvars levha yapıştırılarak yapılır.Gelen numuneyi değiştirmek için Pike giriş tüpüne bağlı üç yollu bir valf kullanılır.Fotodetektör, alınan optik gücü P, yükseltilmiş bir voltaj sinyali N×V'ye dönüştürebilir (burada V/P = 1,0 V/W, 1550 nm'de, kazanç N, 103-107 aralığında manuel olarak ayarlanabilir).Kısa olması için, çıkış sinyali olarak N×V yerine V kullanılır.
Buna karşılık, sıvı numunelerin absorbansını ölçmek için 1,0 cm küvet hücreli ticari bir spektrofotometre (Agilent Technologies Cary 300 series with R928 High Efficiency Photomultiplier) da kullanıldı.
MWC kesiminin iç yüzeyi, sırasıyla 0.1 nm ve 0.11 µm dikey ve yanal çözünürlüğe sahip bir optik yüzey profil oluşturucu (ZYGO New View 5022) kullanılarak incelenmiştir.
Tüm kimyasallar (analitik derece, daha fazla saflaştırma yapılmadı) Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd.'den satın alındı. Glikoz test kitleri, glikoz oksidaz (GOD), peroksidaz (POD), 4-aminoantipirin ve fenol vb. içerir. Kromojenik çözelti, olağan GOD-POD 37 yöntemiyle hazırlandı.
Tablo 2'de gösterildiği gibi, bir seri seyreltme yöntemi kullanılarak bir seyreltici olarak DI H20 kullanılarak çeşitli konsantrasyonlarda bir dizi glikoz çözeltisi hazırlandı (ayrıntılar için Ek Malzemelere bakın).Sırasıyla 3:1 sabit hacim oranında glikoz solüsyonu veya deiyonize su ile kromojenik solüsyonu karıştırarak lekeli veya kör numuneler hazırlayın.Tüm numuneler, ölçümden önce 10 dakika süreyle ışıktan korunarak 37°C'de saklandı.GOD-POD yönteminde, boyanmış numuneler maksimum 505 nm'de bir absorpsiyonla kırmızıya döner ve absorpsiyon neredeyse glikoz konsantrasyonuyla orantılıdır.
Tablo l'de gösterildiği gibi, çözücü olarak DI H2O kullanılarak seri seyreltme yöntemiyle bir dizi kırmızı mürekkep solüsyonu (Ostrich Ink Co., Ltd., Tianjin, Çin) hazırlandı.
Bu makaleden nasıl alıntı yapılır: Bai, M. ve ark.Metal dalga kılavuzu kılcal damarlarına dayalı kompakt fotometre: nanomolar glikoz konsantrasyonlarının belirlenmesi için.Bilim.5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
Dress, P. & Franke, H. Sıvı çekirdekli bir dalga kılavuzu kullanarak sıvı analizinin ve pH değeri kontrolünün doğruluğunu artırma. Dress, P. & Franke, H. Sıvı çekirdekli bir dalga kılavuzu kullanarak sıvı analizinin ve pH değeri kontrolünün doğruluğunu artırma.Dress, P. ve Franke, H. Sıvı çekirdek dalga kılavuzu ile sıvı analizinin ve pH kontrolünün doğruluğunun artırılması. Dress, P. & Franke, H. Dress, P. & Franke, H.Dress, P. ve Franke, H. Sıvı çekirdek dalga kılavuzları kullanılarak sıvı analizinin ve pH kontrolünün doğruluğunun artırılması.Bilime geçin.metre.68, 2167–2171 (1997).
Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA Uzun yol sıvı dalga kılavuzlu kılcal hücre ile deniz suyunda iz amonyumun sürekli kolorimetrik tayini. Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA Uzun yollu sıvı dalga kılavuzlu kılcal hücre ile deniz suyunda iz amonyumun sürekli kolorimetrik tayini.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ ve Hansel, DA Sıvı dalga kılavuzlu bir kılcal hücre kullanarak deniz suyunda eser miktarda amonyumun sürekli kolorimetrik tayini. Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ ve Hansell, DA.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ ve Hansel, DA Uzun menzilli sıvı dalga kılavuzu kılcal damarları kullanılarak deniz suyunda eser miktarda amonyumun sürekli kolorimetrik tayini.Mart ayında kimya.96, 73–85 (2005).
Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Spektroskopik algılama yöntemlerinin hassasiyetini artırmak için akışa dayalı analiz tekniklerinde sıvı dalga kılavuzu kılcal hücresinin son uygulamaları hakkında inceleme. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Spektroskopik algılama yöntemlerinin hassasiyetini artırmak için akışa dayalı analiz tekniklerinde sıvı dalga kılavuzu kılcal hücresinin son uygulamaları hakkında inceleme.Pascoa, RNMJ, Toth, IV ve Rangel, AOSS Spektroskopik algılama yöntemlerinin hassasiyetini artırmak için akış analizi tekniklerinde sıvı dalga kılavuzu kılcal hücresinin son uygulamalarının gözden geçirilmesi. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS检测方法的灵敏度。 Pascoa, rnmj, tóth, IV & rangel, aoss灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度Pascoa, RNMJ, Toth, IV ve Rangel, AOSS Spektroskopik algılama yöntemlerinin hassasiyetini artırmak için akışa dayalı analitik yöntemlerde sıvı dalga kılavuzu kılcal hücrelerinin son uygulamalarının gözden geçirilmesi.anüs.Chim.Yasa 739, 1-13 (2012).
Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. İçi boş dalga kılavuzları için kılcal damardaki Ag, AgI filmlerinin kalınlığının araştırılması. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. İçi boş dalga kılavuzları için kılcal damardaki Ag, AgI filmlerinin kalınlığının araştırılması.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. ve Shen J. İçi boş dalga kılavuzları için kapilerdeki Ag, AgI filmlerinin kalınlığının araştırılması. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Hava kanalındaki ince Ag ve AgI filminin kalınlığı üzerine araştırma.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. ve Shen J. İçi boş dalga kılavuzu kılcal damarlarında ince film kalınlığı Ag, AgI'nin araştırılması.Kızılötesi fizik.teknoloji 42, 501–508 (2001).
Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Uzun yol uzunluğunda sıvı dalga kılavuzu kılcal hücreli akış enjeksiyonu ve katı hal spektrofotometrik algılama kullanarak doğal sularda nanomolar fosfat konsantrasyonlarının belirlenmesi. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Uzun yol uzunluğunda sıvı dalga kılavuzu kılcal hücreli akış enjeksiyonu ve katı hal spektrofotometrik algılama kullanarak doğal sularda nanomolar fosfat konsantrasyonlarının belirlenmesi.Gimbert, LJ, Haygarth, PM ve Worsfold, PJ Sıvı dalga kılavuzu kılcal hücreli akış enjeksiyonu ve katı hal spektrofotometrik algılama kullanarak doğal sulardaki nanomolar fosfat konsantrasyonlarının belirlenmesi. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ摩尔浓度的磷酸盐. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Sıvı bir şırınga ve uzun menzilli sıvı dalga kılavuzu kılcal tüp kullanılarak doğal sudaki fosfat konsantrasyonunun belirlenmesi.Gimbert, LJ, Haygarth, PM ve Worsfold, PJ Uzun optik yol ve katı hal spektrofotometrik algılama ile enjeksiyon akışı ve kılcal dalga kılavuzu kullanılarak doğal suda nanomolar fosfatın belirlenmesi.Taranta 71, 1624–1628 (2007).
Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Sıvı dalga kılavuzu kılcal hücrelerinin doğrusallığı ve etkili optik yol uzunluğu. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Sıvı dalga kılavuzu kılcal hücrelerinin doğrusallığı ve etkili optik yol uzunluğu.Belz M., Dress P., Suhitsky A. ve Liu S. Kılcal hücrelerde sıvı dalga kılavuzlarında doğrusallık ve etkili optik yol uzunluğu. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Sıvı suyun doğrusallığı ve etkin uzunluğu.Belz M., Dress P., Suhitsky A. ve Liu S. Kılcal hücre sıvı dalgasında doğrusal ve etkili optik yol uzunluğu.SPIE 3856, 271–281 (1999).
Dallas, T. & Dasgupta, PK Tünelin sonundaki ışık: sıvı çekirdekli dalga kılavuzlarının son analitik uygulamaları. Dallas, T. & Dasgupta, PK Tünelin sonundaki ışık: sıvı çekirdekli dalga kılavuzlarının son analitik uygulamaları.Dallas, T. ve Dasgupta, Tünelin sonundaki PK Light: sıvı çekirdekli dalga kılavuzlarının son analitik uygulamaları. Dallas, T. & Dasgupta, Tünelin sonundaki PK Light：液芯波导的最新分析应用用。 Dallas, T. & Dasgupta, Tünelin sonundaki PK Light：液芯波导的最新分析应用用。Dallas, T. ve Dasgupta, Tünelin sonundaki PK Light: sıvı çekirdekli dalga kılavuzlarının en son analitik uygulaması.TrAC, trend analizi.Kimyasal.23, 385–392 (2004).
Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Akış analizi için çok yönlü bir toplam dahili yansıma fotometrik algılama hücresi. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Akış analizi için çok yönlü bir toplam dahili yansıma fotometrik algılama hücresi.Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR ve McKelvey, ID Akış analizi için evrensel fotometrik toplam iç yansıma hücresi. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Ellis, PS, Nazik, BS, Grace, MR ve McKelvie, IDAkış analizi için Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR ve McKelvey, ID Universal TIR fotometrik hücresi.Taranta 79, 830–835 (2009).
Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Nehir ağzı sularının akış enjeksiyon analizinde kullanım için çok yansımalı fotometrik akış hücresi. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Nehir ağzı sularının akış enjeksiyon analizinde kullanım için çok yansımalı fotometrik akış hücresi.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ ve McKelvey, ID Nehir ağzı sularının akış analizinde kullanım için çok yansımalı bir fotometrik akış hücresi. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ ve McKelvie, ID.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ ve McKelvey, ID Nehir ağzı sularında akış enjeksiyon analizi için çok yansımalı bir fotometrik akış hücresi.anüs Chim.Açta 499, 81-89 (2003).
Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Nanolitre ölçekli numuneler için sıvı çekirdekli dalga kılavuzu absorpsiyon algılamasına dayalı el tipi fotometre. Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Nanolitre ölçekli numuneler için sıvı çekirdekli dalga kılavuzu absorpsiyon algılamasına dayalı el tipi fotometre.Pan, J.-Z., Yao, B. ve Fang, K. Nanolitre ölçekli numuneler için sıvı çekirdekli dalga boyu absorpsiyon tespitine dayalı bir el tipi fotometre. Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q.Pan, J.-Z., Yao, B. ve Fang, K. Bir sıvı çekirdek dalgasında absorpsiyonun saptanmasına dayanan nano ölçekli bir örneğe sahip bir el tipi fotometre.anüs Kimyasal.82, 3394–3398 (2010).
Zhang, J.-Z.Spektrofotometrik algılama için uzun bir optik yola sahip bir kılcal akış hücresi kullanarak enjeksiyon akış analizinin hassasiyetini artırın.anüs.Bilim.22, 57–60 (2006).
D'Sa, EJ & Steward, RG Absorbans spektroskopisinde sıvı kılcal dalga kılavuzu uygulaması (Byrne ve Kaltenbacher'in yorumuna cevap). D'Sa, EJ & Steward, RG Absorbans spektroskopisinde sıvı kılcal dalga kılavuzu uygulaması (Byrne ve Kaltenbacher'in yorumuna cevap).D'Sa, EJ ve Steward, RG Absorpsiyon spektroskopisinde sıvı kılcal dalga kılavuzlarının uygulamaları (Byrne ve Kaltenbacher tarafından yapılan yorumlara cevap). D'Sa, EJ & Steward, RG 液体毛细管波导在吸收光谱中的应用（回复Byrne ve Kaltenbacher 的评论）. D'Sa, EJ & Steward, RG Sıvı 毛绿波波对在absorpsiyon spektrumu (回复Byrne ve Kaltenbacher的评论) uygulaması.D'Sa, EJ ve Steward, RG Absorpsiyon spektroskopisi için sıvı kılcal dalga kılavuzları (Byrne ve Kaltenbacher'in yorumlarına yanıt olarak).limonol.Okyanusbilimci.46, 742–745 (2001).
Khijwania, SK & Gupta, BD Fiber optik uçucu alan absorpsiyon sensörü: Fiber parametrelerinin etkisi ve probun geometrisi. Khijwania, SK & Gupta, BD Fiber optik uçucu alan absorpsiyon sensörü: Fiber parametrelerinin etkisi ve probun geometrisi.Hijvania, SK ve Gupta, BD Fiber Optik Kaybolan Alan Absorpsiyon Sensörü: Fiber Parametrelerinin ve Prob Geometrisinin Etkisi. Khijwania, SK & Gupta, BD Hijwania, SK & Gupta, Birleşik DevletlerHijvania, SK ve Gupta, BD Evanescent alan absorpsiyonlu fiber optik sensörler: fiber parametrelerinin ve prob geometrisinin etkisi.Optik ve Kuantum Elektroniği 31, 625–636 (1999).
Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD İçi boş, metal kaplı, dalga kılavuzu Raman sensörlerinin açısal çıkışı. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD İçi boş, metal kaplı, dalga kılavuzu Raman sensörlerinin açısal çıkışı.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. ve Woodruff, SD Metal astarlı içi boş dalga kılavuzu Raman sensörlerinin açısal çıkışı. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. ve Woodruff, SD Çıplak metal dalga kılavuzuna sahip bir Raman sensörünün açısal çıkışı.51, 2023-2025 (2012) seçim başvurusu.
Harrington, JA IR iletimi için içi boş dalga kılavuzlarına genel bakış.fiber entegrasyonu.seçmek.19, 211–227 (2000).